JP5358620B2 - Radiography equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トモシンセシス撮影により複数枚の投影画像(放射線画像)を撮影し、撮影した複数枚の投影画像から、被検者の所定断面における断層画像を再構成する放射線撮影装置に関するものである。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus that captures a plurality of projection images (radiation images) by tomosynthesis imaging, and reconstructs a tomographic image at a predetermined cross section of a subject from the plurality of projection images thus captured.
トモシンセシス撮影では、例えば、放射線源を一方向に移動しながら被検者に異なる角度で放射線を照射し、被検者を透過した放射線を放射線検出器で検出することにより、撮影角度の異なる複数枚の投影画像を連続的に撮影する。そして、撮影した複数枚の投影画像を、注目構造物の位置が一致するようにシフトして対応する画素を重ね合わせることによって、被検者の所定断面における断層画像の再構成を行う。 In tomosynthesis imaging, for example, a patient is irradiated with radiation at different angles while moving the radiation source in one direction, and the radiation that has passed through the subject is detected by a radiation detector. The projected images are taken continuously. Then, the tomographic images in the predetermined cross section of the subject are reconstructed by shifting the plurality of photographed projection images so that the positions of the structures of interest match and superimposing corresponding pixels.
トモシンセシス撮影では、撮影角度によって投影画像における構造物の重なり方が異なることを利用して、上記のように、投影画像を適切にずらしながら加算することによって、所望の断層面上の注目構造物が強調された画像(断層画像)を得る。 In tomosynthesis imaging, by utilizing the fact that structures overlap in the projection image depending on the imaging angle, as described above, by adding the projection image while appropriately shifting the target structure on the desired tomographic plane, An enhanced image (tomographic image) is obtained.
しかしながら、トモシンセシス撮影では、撮影角度の範囲が制限されることにより、奥行き方向の分離能力が制約され、再構成後の断層画像に注目構造物以外の構造物の影響によるアーチファクトが発生する場合があるという問題がある。 However, in tomosynthesis imaging, the range of imaging angles is limited, so that the separation capability in the depth direction is limited, and artifacts due to the influence of structures other than the target structure may occur in the reconstructed tomographic image. There is a problem.
ここで、本発明に関連性のあると思われる先行技術文献として、特許文献1には、2枚の被写体の像からその動き量を測定するために、1枚の画像を4×6画素(ピクセル)毎の小領域に分割し、各小領域毎に2枚の画像の類似度を計算することが記載されている。また、特許文献2には、正規化相互相関法を用いて、テンプレート中の画像データとの類似性が高い探索領域中のサブ領域を決定することが記載されている。
Here, as a prior art document considered to be relevant to the present invention, Patent Document 1 discloses that one image is 4 × 6 pixels (in order to measure the amount of movement from two subject images). It is described that the image is divided into small regions for each pixel) and the similarity between two images is calculated for each small region.
本発明の目的は、再構成後の断層画像に注目構造物以外の構造物の影響によるアーチファクトが発生することを防止することができる放射線撮影装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiographic apparatus capable of preventing artifacts due to the influence of a structure other than the target structure in a tomographic image after reconstruction.
上記目的を達成するために、本発明は、注目構造物の位置が合うように、トモシンセシス撮影により撮影された被検者の複数枚の投影画像の対応する画素を累積加算することにより、該被検者の所定断面における断層画像を再構成する放射線撮影装置であって、
1枚の前記投影画像を基準投影画像として、前記断層画像上の同一位置に累積加算される、前記基準投影画像上の画素と各々の前記投影画像上の画素との間の類似度を算出する類似度算出手段と、
複数枚の前記投影画像の各画素について、前記類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、
前記断層画像上の同一位置に累積加算される、複数枚の前記投影画像の画素の画素値とこれに対応する重み付け係数との乗算値を累積加算することにより、前記断層画像を再構成する逆投影処理手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention performs cumulative addition of corresponding pixels of a plurality of projection images of a subject imaged by tomosynthesis imaging so that the position of a target structure is aligned. A radiography apparatus for reconstructing a tomographic image at a predetermined cross section of an examiner,
Using one projection image as a reference projection image, the similarity between the pixel on the reference projection image and the pixel on each projection image, which is cumulatively added to the same position on the tomographic image, is calculated. Similarity calculation means;
For each pixel of the plurality of projected images, a weighting coefficient calculating means for calculating a weighting coefficient so as to increase as the similarity increases,
The inverse of reconstructing the tomographic image by cumulatively adding the pixel values of the plurality of pixels of the projection image and the corresponding weighting coefficients that are cumulatively added at the same position on the tomographic image. A radiation imaging apparatus including a projection processing unit is provided.
ここで、前記類似度算出手段は、前記断層画像上の同一位置に累積加算される、前記基準投影画像上の第1領域と各々の前記投影画像上の第2領域との間の類似度を算出するものであることが好ましい。 Here, the similarity calculation means calculates the similarity between the first region on the reference projection image and the second region on each projection image, which is cumulatively added to the same position on the tomographic image. It is preferable to calculate.
また、前記類似度算出手段は、複数枚の前記投影画像のうち、前記被検者の真正面から撮影された投影画像を前記基準投影画像とするものであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said similarity calculation means uses the projection image image | photographed from the said subject's front directly among the said several projection images as the said reference | standard projection image.
また、本発明は、注目構造物の位置が合うように、トモシンセシス撮影により撮影された被検者の複数枚の投影画像の対応する画素を累積加算することにより、該被検者の所定断面における断層画像を再構成する放射線撮影装置であって、
複数枚の前記投影画像から前記断層画像を再構成する逆投影処理手段と、
前記断層画像上の同一位置に累積加算された複数枚の前記投影画像上の画素について、複数枚の前記投影画像間の、前記投影画像上の画素の類似度を算出する類似度算出手段と、
前記断層画像の各画素について、前記類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、
前記断層画像の各画素の画素値とこれに対応する重み付け係数とを乗算して乗算処理画像を作成する乗算処理手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置を提供する。
Further, the present invention provides a predetermined cross section of the subject by cumulatively adding corresponding pixels of a plurality of projection images of the subject imaged by tomosynthesis imaging so that the target structure is aligned. A radiography apparatus for reconstructing a tomographic image,
Back projection processing means for reconstructing the tomographic image from a plurality of the projected images;
Similarity calculation means for calculating the similarity of pixels on the projection image between the plurality of projection images for the plurality of pixels on the projection image cumulatively added to the same position on the tomographic image;
For each pixel of the tomographic image, weighting coefficient calculating means for calculating a weighting coefficient so as to increase as the similarity increases,
A radiation imaging apparatus is provided, comprising: a multiplication processing unit that multiplies a pixel value of each pixel of the tomographic image and a weighting coefficient corresponding to the pixel value to create a multiplication processed image.
ここで、前記類似度算出手段は、前記断層画像上の同一位置に累積加算された複数枚の前記投影画像上の所定の領域について、複数枚の前記投影画像間の、前記投影画像上の所定の領域の類似度を算出するものであることが好ましい。 Here, the similarity calculation unit, the for a given area on the projection image of the plurality of accumulated summed at the same position on the tomographic image, a plurality of between the projected image, given on the projection image It is preferable that the similarity of the region is calculated.
また、前記類似度算出手段は、正規化相互相関によって前記類似度を算出するものであることが好ましい。 Further, it is preferable that the similarity calculation means calculates the similarity by a normalized cross correlation.
また、前記重み付け係数算出手段は、前記類似度を前記重み付け係数として使用するものであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the weighting coefficient calculation means uses the similarity as the weighting coefficient.
本発明によれば、投影画像間の類似度に応じて、画素値の重み付けを行うため、再構成後の断層画像において、注目構造物を強調するとともに、注目構造物以外の構造物の影響によるアーチファクトが発生することを防止することができる。 According to the present invention, since the pixel values are weighted according to the similarity between the projected images, the target structure is emphasized in the reconstructed tomographic image, and is also influenced by the structure other than the target structure. The generation of artifacts can be prevented.
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の放射線撮影装置を詳細に説明する。 Hereinafter, a radiation imaging apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、本発明の放射線撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す放射線撮影装置10は、被検者34をトモシンセシス撮影して、撮影角度の異なる複数枚の投影画像(放射線画像)を撮影し、撮影した複数枚の投影画像から、被検者34の所定高さの断面における断層画像を再構成するものである。放射線撮影装置10は、撮影装置12と、コンソール14とによって構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing a configuration of a radiation imaging apparatus of the present invention. The
撮影装置12は、被検者34をトモシンセシス撮影して、撮影角度の異なる複数枚の投影画像を撮影するものであり、放射線源16と、放射線制御装置18と、撮影台20とを備えている。
The
放射線源16は、放射線制御装置18の制御により、被検者34の投影画像の撮影時に、所定強度の放射線を所定の時間だけ照射する。つまり、所定の照射量(線量)の放射線を照射する。
The
放射線制御装置18は、後述するコンソール14の制御装置26の制御により、撮影条件に応じて、放射線源16の動作(放射線の照射、照射位置および照射角度等)を制御する。
The
図示例の撮影台20は、臥位撮影台であって、投影画像の撮影時に、被検者34を位置決めするための台である。なお、撮影台20として、立位撮影台を使用することもできる。撮影台20の下側には、放射線検出器22が配置されている。
The imaging table 20 in the illustrated example is a supine position imaging table, and is a table for positioning the
放射線検出器22は、例えば、フラットパネル型のもの(FPD:フラットパネルディテクタ)であって、放射線源16から照射され、被検者34を透過した放射線を検出することによって、被検者34が撮影された投影画像の画像信号(画像データ)を出力する。
The
続いて、コンソール14は、放射線撮影装置10全体の動作を制御するものであって、入力装置24と、制御装置26と、画像処理装置28と、記録装置30と、表示装置32とを備えている。
Subsequently, the
入力装置24は、例えば、撮影指示等の各種の指示や、撮影条件等の各種の情報を入力するためのものであって、キーボード、マウス等を例示することができる。
The
制御装置26は、入力装置24を介して入力される各種の指示や各種の情報に基づいて、放射線制御装置18、画像処理装置28、記録装置30、および、表示装置32の動作を制御する。
The
画像処理装置28は、制御装置26の制御により、放射線検出器22から入力される複数枚の投影画像(の画像信号)に、画像合成処理やフィルタ補正処理等を含む各種の画像処理を施し、被検者34の所定高さの断面における断層画像(の画像信号)を再構成して出力する。
The
記録装置30は、制御装置26の制御により、画像処理装置28から出力される断層画像(の画像信号)等を含む各種の情報を記録するものであって、ハードディスク、CD−R,DVD−R、プリンタ等を例示することができる。
The
表示装置32は、制御装置26の制御により、画像処理装置28から出力される断層画像等を含む各種の情報を表示するものであって、液晶ディスプレイ等を例示することができる。
The
次に、トモシンセシス撮影時の放射線撮影装置10の動作を説明する。
Next, the operation of the
放射線撮影装置10において、トモシンセシス撮影を行う場合、被検者34が、撮影台20の撮影面上に位置決めされる。その後、入力装置24から撮影開始の指示が与えられると、制御装置26の制御によりトモシンセシス撮影が開始される。
In the
撮影が開始されると、撮影装置12では、放射線制御装置18の制御により、放射線源16を一方向に移動しながら、被検者34の方向に放射線源16の照射角度を変えて、異なる照射角度で放射線が被検者34に照射され、1回の撮影操作で撮影角度の異なる複数枚の投影画像が順次撮影される。そして、被検者34の投影画像の撮影が行われる度に、放射線検出器22から、撮影された投影画像の画像信号が出力される。
When imaging is started, the
この時、コンソール14では、制御装置26の制御により、撮影装置12から入力される複数枚の投影画像の画像信号が記録装置30に順次記憶される。
At this time, in the
撮影が終了すると、制御装置26の制御により、記録装置30に記憶された撮影角度の異なる複数枚の投影画像の画像信号から、複数枚の投影画像を位置合わせして重ね合わせる画像合成処理やフィルタ補正処理等を含む各種の画像処理が施され、被検者34の所定断面における断層画像が再構成される。そして、再構成された断層画像は、表示装置32上に表示され、必要に応じてその画像信号が記録装置30に記録される。
When the photographing is finished, the
以下、断層画像再構成時の動作を説明する。 Hereinafter, the operation at the time of tomographic image reconstruction will be described.
断層画像の再構成方法としては代表的にシフト加算法が利用される。シフト加算法は、それぞれの投影画像の撮影時における放射線源16の位置に基づいて、注目構造物の位置が合うように、撮影した複数枚の投影画像の位置を順次シフトして対応する画素を加算するものである。
A shift addition method is typically used as a tomographic image reconstruction method. In the shift addition method, based on the position of the
図2(A)および(B)は、トモシンセシス撮影による断層画像の再構成時の様子を表す一例の概念図である。同図(A)に示すように、トモシンセシス撮影時に、放射線源16が位置S1からスタートしてS3まで移動し、S1、S2、S3の各線源位置において被検者34に放射線が照射され、それぞれ、被検者34の放射線画像P1,P2,P3が得られるものとする。
FIGS. 2A and 2B are conceptual diagrams illustrating an example of a state when a tomographic image is reconstructed by tomosynthesis imaging. As shown in FIG. 6A, at the time of tomosynthesis imaging, the
ここで、同図(A)に示すように、被検者34の高さの異なる2つの位置に構造物A,Bが存在するとする。各撮影位置(撮影時の放射線源16の位置)S1,S2,S3において、放射線源16から照射された放射線は、被検者34を透過して放射線検出器22に入射される。その結果、各撮影位置S1,S2,S3に対応する投影画像P1,P2,P3において、2つの構造物A,Bは、それぞれ異なる位置関係で投影される。
Here, it is assumed that the structures A and B exist at two positions where the height of the subject 34 is different as shown in FIG. At each imaging position (position of the
例えば、投影画像P1の場合、放射線源16の位置S1が、放射線源16の移動方向に対して、構造物A,Bよりも左側に位置するため、構造物A,Bは、それぞれ、構造物A,Bよりも右側にずれたP1A,P1Bの位置に投影される。同様に、投影画像P2の場合には、ほぼ直下のP2A,P2Bの位置に、投影画像P3の場合には、左側にずれたP3A,P3Bの位置に投影される。
For example, in the case of the projection image P1, since the position S1 of the
構造物Aが存在する高さの断面における断層画像を再構成する場合、放射線源16の位置に基づいて、注目構造物Aの投影位置P1A,P2A,P3Aが一致するように、例えば、同図(B)に示すように、投影画像P1を左へ、投影画像P3を右にシフトさせて対応する画素を合成する。これにより、注目構造物Aが存在する高さの断層画像が再構成される。同様にして、任意高さの断面における断層画像を再構成することができる。
When reconstructing a tomographic image in a cross section at a height where the structure A exists, the projection positions P1A, P2A, and P3A of the target structure A are matched based on the position of the
次に、画像処理装置28における断層画像再構成時の画像処理について説明する。
Next, image processing during tomographic image reconstruction in the
図3は、画像処理装置の構成を表す第1実施形態のブロック図である。同図に示す画像処理装置28Aは、類似度算出部36と、重み付け係数算出部38と、逆投影処理部40とを備えている。
FIG. 3 is a block diagram of the first embodiment showing the configuration of the image processing apparatus. The image processing apparatus 28A shown in the figure includes a
類似度算出部36は、トモシンセシス撮影により撮影された複数枚の投影画像のうちの1枚の投影画像、例えば、被検者の真正面から撮影された投影画像を基準投影画像として、断層画像上の同一位置に累積加算される、基準投影画像上の画素の近傍の所定領域(注目画素を含むその周辺のM×Nの画素領域)と各々の投影画像上の対応する画素の近傍の所定領域との間の類似度(もしくは、分散度)を正規化相互関数によって算出する。
The
重み付け係数算出部38は、複数枚の投影画像の各画素について、類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する。なお、重み付け係数算出部38は、類似度そのものを重み付け係数として使用してもよい。
The weighting
そして、逆投影処理部40は、断層画像上の同一位置に累積加算される、複数枚の投影画像上の画素の画素値とこれに対応する重み付け係数との乗算値を累積加算することにより、断層画像を再構成する。
Then, the
画像処理装置28Aは、断層画像の再構成時に、断層画像上の同一位置に累積加算される、基準投影画像上の画素の近傍の所定領域と各々の投影画像上の対応する画素の近傍の所定領域との間の類似度(相関)に応じて、各々の投影画像の対応する画素の画素値を重み付けして加算することにより、焦点断面内の注目構造物を選択的に強調(焦点断面以外の構造物を抑制)する。 The image processing device 28A accumulates and adds to the same position on the tomographic image at the time of reconstruction of the tomographic image, and a predetermined region near the pixel on the reference projection image and a predetermined pixel near the corresponding pixel on each projection image. Depending on the degree of similarity (correlation) between the regions, the pixel values of the corresponding pixels in each projection image are weighted and added to selectively emphasize the target structure in the focal plane (other than the focal plane) To suppress the structure).
ここで、図4に示すように、トモシンセシス撮影により、注目構造物として、星状構造物および円状構造物を含む、被検者の複数枚(図4の例では3枚)の投影画像が撮影されたとする。 Here, as shown in FIG. 4, by tomosynthesis imaging, a plurality of projection images (three in the example of FIG. 4) of the subject including a star structure and a circular structure as target structures are obtained. Suppose it was filmed.
図6に示すように、被検者34の所定断面における注目構造物の座標を(x、y、z)、各々の投影画像の撮影時の放射線源の位置を(sxi、syi、szi)、i番目(iは、−I〜Iまでの整数、被検者34の真正面から撮影された投影画像をP0とする)の投影画像Pi上における注目構造物の投影位置を(ti、si、0)、投影画像Piの各画素の画素値をPi(ti、si)とすると、従来方法による再構成後の断層画像Tzの各画素の画素値Tz(x、y)は、下記式で表される。 As shown in FIG. 6, the coordinates of the structure of interest in a predetermined cross section of the subject 34 are (x, y, z), the positions of the radiation sources at the time of capturing the respective projection images (sxi, syi, szi), The projection position of the structure of interest on the i-th projection image Pi (i is an integer from −I to I, and the projection image taken from the front of the subject 34 is P0) (ti, si, 0) ), Assuming that the pixel value of each pixel of the projection image Pi is Pi (ti, si), the pixel value Tz (x, y) of each pixel of the tomographic image Tz after reconstruction by the conventional method is expressed by the following equation. The
上記演算の結果、空間上の点(x、y、z)を透過した各々の投影画像Pi上の画素情報が、断層画像Tz上の対応する画素の画素値Tz(x,y)に累積加算されることになるため、点(x、y、z)の構造が強調された断層画像Tzを得ることができる。例えば、点(x、y、z)が図5に示す星状構造物上の1点であるとすれば、各々の投影画像Piの対応する画素の投影情報が重ね合わされるように作用するため、結果として、星状構造物が強調された断層画像Tzを得ることができる。 As a result of the above calculation, pixel information on each projection image Pi that has passed through a point (x, y, z) in space is cumulatively added to the pixel value Tz (x, y) of the corresponding pixel on the tomographic image Tz. Therefore, a tomographic image Tz in which the structure of the point (x, y, z) is emphasized can be obtained. For example, if the point (x, y, z) is one point on the star-shaped structure shown in FIG. 5, the projection information of the corresponding pixels of each projection image Pi acts so as to be superimposed. As a result, a tomographic image Tz in which the star-shaped structure is emphasized can be obtained.
これに対し、画像処理装置28Aでは、各々の投影画像Piの各画素(ti、si)に対する重み付け係数をwi(ti、si)とすると、逆投影処理部40により再構成される断層画像Tzの各画素の画素値Tz(x、y)は、下記式で表される。
On the other hand, in the image processing device 28A, when the weighting coefficient for each pixel (ti, si) of each projection image Pi is wi (ti, si), the tomographic image Tz reconstructed by the back
ここで、画像処理装置28Aにおいて、重み付け係数wi(ti、si)は、以下のようにして算出される。 Here, in the image processing apparatus 28A, the weighting coefficient wi (ti, si) is calculated as follows.
まず、類似度算出部36により、複数枚の投影画像Piのうち、被検者34の真正面から撮影された投影画像P0を基準投影画像P0として、断層画像Tz上の同一位置に累積加算される、基準投影画像P0上の画素の投影位置P0(t0、s0)の近傍矩形領域と、各々の投影画像Pi上の対応する画素の投影位置Pi(ti、si)の近傍矩形領域との間の類似度が正規化相互相関によって算出される。
First, the
そして、重み付け係数算出部38により、複数枚の投影画像の各画素について、類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数wi(ti、si)が算出される。なお、基準投影画像P0の重み付け係数w0(t0、s0)は、正規化自己相関となるため、“1”となる。
Then, the weighting
この重み付け係数wiによる重み付けは、断層画像Tzの各画素の画素値Tz(x、y)に累積加算される投影画像Piの対応する矩形領域間の類似度に応じて、画素値Tz(x、y)への寄与を変動させるように作用する。そのため、再構成後の断層画像Tzにおいて、注目構造物を強調するとともに、注目構造物以外の構造物の影響によるアーチファクトが発生することを防止することができる。 The weighting by the weighting coefficient wi is performed based on the pixel value Tz (x, x, y) according to the similarity between the corresponding rectangular areas of the projection image Pi that are cumulatively added to the pixel value Tz (x, y) of each pixel of the tomographic image Tz. It acts to vary the contribution to y). Therefore, in the tomographic image Tz after reconstruction, it is possible to emphasize the target structure and prevent the occurrence of artifacts due to the influence of the structure other than the target structure.
なお、類似度算出部36は、所定領域ではなく、断層画像Tz上の同一位置に累積加算される、基準投影画像P0上の投影位置P0(t0、s0)の画素と、各々の投影画像Pi上の投影位置Pi(ti、si)の画素との類似度を算出するようにしてもよい。また、被検者の真正面から撮影された投影画像を基準投影画像とすることは必須ではなく、複数枚の投影画像Piのうちの1枚の投影画像を基準投影画像としてもよい。
Note that the
また、類似度算出部36は、正規化相互相関によって2つの投影画像の所定領域間ないし画素間の類似度を求めることも必須ではなく、各種のテンプレートマッチング(パターンマッチング)により両者の類似度を算出することができる。
Further, it is not essential for the
また、画像処理装置28Aは、各々の投影画像の各画素を重み付けしてから断層画像を再構成しているが、これに限定されず、再構成後の断層画像の各画素を重み付けすることによっても同様の効果を得ることができる。以下、この場合について説明する。 The image processing device 28A reconstructs the tomographic image after weighting each pixel of each projection image, but is not limited to this, and weights each pixel of the tomographic image after reconstruction. The same effect can be obtained. Hereinafter, this case will be described.
図7は、画像処理装置の構成を表す第2実施形態のブロック図である。同図に示す画像処理装置28Bは、逆投影処理部42と、類似度算出部44と、重み付け係数算出部46と、乗算処理部48とを備えている。
FIG. 7 is a block diagram of the second embodiment showing the configuration of the image processing apparatus. The image processing device 28B shown in the figure includes a back
逆投影処理部42は、複数枚の投影画像から断層画像を再構成する。
The back
類似度算出部44は、断層画像上の同一位置に累積加算された、複数枚の投影画像上の画素の近傍の所定領域(注目画素を含むその周辺のM×Nの画素領域)間の類似度を正規化相互相関によって算出する。
The
重み付け係数算出部46は、断層画像の各画素について、類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する。
The weighting
そして、乗算処理部48は、断層画像の各画素の画素値とこれに対応する重み付け係数とを乗算することにより、乗算処理後の乗算処理画像を作成する。この乗算処理画像が、表示装置32上に表示される。
And the
画像処理装置28Bは、断層画像の再構成後に、断層画像上の同一位置に累積加算された、複数枚の投影画像上の画素の近傍の所定領域間の類似度に応じて、断層画像の対応する画素の画素値を重み付けすることにより、焦点断面内の注目構造物を選択的に強調(焦点断面以外の構造物を抑制)する。 The image processing device 28B responds to the tomographic image according to the similarity between predetermined regions in the vicinity of the pixels on the plurality of projection images, which are cumulatively added to the same position on the tomographic image after the reconstruction of the tomographic image. By weighting the pixel value of the target pixel, the target structure in the focal section is selectively emphasized (a structure other than the focal section is suppressed).
画像処理装置28Bでは、再構成後の断層画像Tzの各画素Tz(x、y)に対する重み付け係数をwi(x、y)とすると、再構成後の断層画像Tzの各画素の画素値Tz(x、y)は、下記式で表される。 In the image processing device 28B, assuming that the weighting coefficient for each pixel Tz (x, y) of the tomographic image Tz after reconstruction is wi (x, y), the pixel value Tz () of each pixel of the tomographic image Tz after reconstruction. x, y) is represented by the following formula.
画像処理装置28Bにおいて、重み付け係数wi(x、y)は、以下のようにして算出される。 In the image processing device 28B, the weighting coefficient wi (x, y) is calculated as follows.
まず、類似度算出部44により、断層画像Tz上の同一位置に累積加算された、複数枚の投影画像Pi上の画素の投影位置Pi(ti、si)の近傍矩形領域間の類似度が、複数枚のうちの2画像間における正規化相互相関の平均値によって算出される。
First, the similarity between adjacent rectangular areas of the projection positions Pi (ti, si) of the pixels on the plurality of projection images Pi, which is cumulatively added to the same position on the tomographic image Tz by the
そして、重み付け係数算出部46により、断層画像Tzの各画素について、類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数wi(x、y)が算出される。
Then, the weighting
この重み付け係数wiによる重み付けは、断層画像Tzの各画素の画素値Tz(x、y)に累積加算される投影画像Piの対応する矩形領域間の類似度に応じて、画素値Tz(x、y)の値を変動させるように作用する。そのため、より少ない計算量で、再構成後の断層画像Tzにおいて、注目構造物を強調するとともに、注目構造物以外の構造物の影響によるアーチファクトが発生することを防止することができる。 The weighting by the weighting coefficient wi is performed based on the pixel value Tz (x, x, y) according to the similarity between the corresponding rectangular areas of the projection image Pi that are cumulatively added to the pixel value Tz (x, y) of each pixel of the tomographic image Tz. It acts to vary the value of y). Therefore, it is possible to emphasize the structure of interest in the reconstructed tomographic image Tz with a smaller amount of calculation, and to prevent the occurrence of artifacts due to the influence of structures other than the structure of interest.
同様に、類似度算出部44は、断層画像Tz上の同一位置に累積加算される、複数枚の投影画像Pi上の投影位置Pi(ti、si)の画素間の類似度を算出するようにしてもよい。また、類似度算出部44は、正規化相互相関に限らず、各種のテンプレートマッチング(パターンマッチング)により、2つの投影画像の所定領域ないし画素間の類似度を算出することができる。
Similarly, the
上記実施形態の放射線撮影装置は、トモシンセシス撮影により、放射線源を直線状の軌道で移動して被検者の投影画像を撮影するものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、放射線源を、被検者を中心とする円弧状の軌道で移動して被検者の投影画像を撮影するものなど、放射線源を直線軌道以外の軌道で移動してトモシンセシス撮影を行う放射線撮影装置にも適用可能である。この場合、対応する画素を求める計算式を撮影の幾何学系に応じて変えれば本発明を適用することができる。 The radiographic apparatus of the above embodiment is an apparatus that captures a projection image of a subject by moving a radiation source along a linear trajectory by tomosynthesis imaging. However, the present invention is not limited to this, and for example, radiation For radiation imaging devices that perform tomosynthesis imaging by moving the radiation source in a trajectory other than a linear trajectory, such as moving the source in an arc-shaped trajectory centered on the subject and capturing a projected image of the subject Is also applicable. In this case, the present invention can be applied if the calculation formula for obtaining the corresponding pixel is changed according to the geometrical system of imaging.
また、上記実施形態の放射線撮影装置は、シフト加算法により、被検者の所定断面における断層画像の再構成を行うものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、フィルタ逆投影法により対応する画素を累積加算して断層画像の再構成を行うものなど、シフト加算法以外の再構成法により断層画像の再構成を行う放射線撮影装置にも適用可能である。例えば、フィルタ逆投影法により断層画像の再構成を行う放射線撮影装置の場合、フィルタ処理後の投影画像を使って本発明を適用することができる。 In addition, the radiographic apparatus of the above embodiment reconstructs a tomographic image at a predetermined cross section of the subject by a shift addition method. However, the present invention is not limited to this, for example, a filter back projection method. The present invention can also be applied to a radiation imaging apparatus that reconstructs a tomographic image by a reconstruction method other than the shift addition method, such as a method of accumulating the corresponding pixels to reconstruct a tomographic image. For example, in the case of a radiation imaging apparatus that reconstructs a tomographic image by a filter back projection method, the present invention can be applied using a projection image after filter processing.
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The present invention is basically as described above.
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
10 放射線撮影装置
12 撮影装置
14 コンソール
16 放射線源
18 放射線制御装置
20 撮影台
24 入力装置
26 制御装置
28、28A、28B 画像処理装置
30 記録装置
32 表示装置
34 被検者
36、44 類似度算出部
38、46 重み付け係数算出部
40、42 逆投影処理部
48 乗算処理部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
1枚の前記投影画像を基準投影画像として、前記断層画像上の同一位置に累積加算される、前記基準投影画像上の画素と各々の前記投影画像上の画素との間の類似度を算出する類似度算出手段と、
複数枚の前記投影画像の各画素について、前記類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、
前記断層画像上の同一位置に累積加算される、複数枚の前記投影画像の画素の画素値とこれに対応する重み付け係数との乗算値を累積加算することにより、前記断層画像を再構成する逆投影処理手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A tomographic image at a predetermined cross section of the subject is reconstructed by accumulating the corresponding pixels of a plurality of projection images of the subject imaged by tomosynthesis imaging so that the position of the target structure is matched. A radiography apparatus,
Using one projection image as a reference projection image, the similarity between the pixel on the reference projection image and the pixel on each projection image, which is cumulatively added to the same position on the tomographic image, is calculated. Similarity calculation means;
For each pixel of the plurality of projected images, a weighting coefficient calculating means for calculating a weighting coefficient so as to increase as the similarity increases,
The inverse of reconstructing the tomographic image by cumulatively adding the pixel values of the plurality of pixels of the projection image and the corresponding weighting coefficients that are cumulatively added at the same position on the tomographic image. A radiation imaging apparatus comprising: a projection processing unit.
複数枚の前記投影画像から前記断層画像を再構成する逆投影処理手段と、
前記断層画像上の同一位置に累積加算された複数枚の前記投影画像上の画素について、複数枚の前記投影画像間の、前記投影画像上の画素の類似度を算出する類似度算出手段と、
前記断層画像の各画素について、前記類似度が高くなるほど大きくなるように重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、
前記断層画像の各画素の画素値とこれに対応する重み付け係数とを乗算して乗算処理画像を作成する乗算処理手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A tomographic image at a predetermined cross section of the subject is reconstructed by accumulating the corresponding pixels of a plurality of projection images of the subject imaged by tomosynthesis imaging so that the position of the target structure is matched. A radiography apparatus,
Back projection processing means for reconstructing the tomographic image from a plurality of the projected images;
Similarity calculation means for calculating the similarity of pixels on the projection image between the plurality of projection images for the plurality of pixels on the projection image cumulatively added to the same position on the tomographic image;
For each pixel of the tomographic image, weighting coefficient calculating means for calculating a weighting coefficient so as to increase as the similarity increases,
A radiation imaging apparatus comprising: multiplication processing means for multiplying a pixel value of each pixel of the tomographic image and a weighting coefficient corresponding to the pixel value to create a multiplication processed image.
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